• 技术支持-开放性、网络化、安全性成为控制系统发展新特征

    2020/11/29      

    开放性、网络化、安全性成为控制系统发展新特征

    随着IT与OT的相互融合成为了智能制造时代的发展趋势,控制系统作为智能制造的基础层、自动化控制层的核心,也逐渐呈现出开放性、网络化和安全性的特点。
       随着工业互联网、物联网、云计算、边缘计算、大数据、区块链、5G、人工智能等新技术的飞速发展,以及IT与OT技术的进一步融合,工业制造、城市交通、电力能源、农业等各大行业领域的智慧化发展已成为必然趋势。推进各领域向智慧化发展是一项复杂而庞大的系统工程,既需要单一技术与装备的突破应用,还需要系统化的集成创新。
       随着互联网+的渗透、云服务的进入,以及工业物联网的普及,控制系统要从硬件和软件上适应智能制造的需求,首先就要从封闭走向开放。
       长期以来,制造与生产企业所采用控制系统大多是专用的、封闭的体系结构,其构成系统的硬件是按照各自的标准度身定制的。它们具有结构简单、技术成熟、产品批量大等优点,但相对日新月异的生产要求,也越来越暴露出其固有的缺点。在许多情况下,当用户要想进行功能上的扩展或变化时,都必须求助于系统的提供商,如想把特殊要求融入到控制系统中去时,都是比较困难的。这无形中不仅提高了制造企业的成本,也成为控制系统升级换代的“瓶颈”。对此,上海工业自动化仪表研究院有限公司教授级高级工程师、PLCopen中国组织名誉主席彭瑜老师也深表认同:现今DCS最大的问题在于其封闭和专用的特性,PLC也是如此。在IT技术飞跃发展的年代,这极大地阻碍了DCS/PLC的升级迁移,以及OT与IT深入高效的融合。
       欣慰的是,国际上已经对控制系统的开放性达成了共识,并开展了相关的工作。 例如美国正在推动的“开放式自动化”,埃克森美孚倡导一个全新的、基于标准的过程控制架构,得到ARC咨询集团大力支持,并由非盈利的第三方机构——美国开放集团(The Open Group)组织一个新的面向流程工业控制技术的标准化活动。在选择现有的、卓有成效的适用工业标准的基础上,综合开发新的系列标准。他们聚焦于如何运用最新的分布式云计算技术和虚拟化技术,重新定义已经日趋陈旧、20多年没有变动的架构,重新定义DCS和PLC,以及与优化运营密切相关的先进控制和MES。
       随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展,传统的工业控制系统开始向网络化发展。和利时集团原总工程师、中国自动化学会专家咨询工作委员会罗安老师所言:传统DCS是以控制器为核心的,因此所有系统配置都围绕着控制器及其所承担的控制功能进行,而现代DCS则是以网络为核心的。对于一个应用现场,系统设计师首先要根据应用需求进行网络架构的设计,特别要根据整个系统中各种信息的分布、发生、流动以及对信息实时性、流量密度等方面的要求对网络的设置进行严格细致的分析、选择及优化,在此基础上完成对整个系统的设计。
       控制系统从封闭走向开放,从“信息孤岛”走向互联互通,这势必会带来信息安全问题。罗安表示:“对于未来的DCS,接入和安全是两个极具挑战性的课题。随着生产现场的改变和生产需求的改变,系统的构成也会发生变化,新节点的接入是不可避免的。如何实现即插即用,不对系统造成干扰,这在系统设计时是必须认真考虑并妥善解决的问题。关于安全,由于系统的复杂性,特别是将来工业无线网的大量应用,已经使系统边界变得复杂而且模糊,这对于保证系统的信息安全将是非常不利的。因此在系统设计时需要仔细研究,制定完善的信息安全保证方案,在系统使用运行过程中,还需要随时进行风险评估及适应性改进。

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    NTCS04
    端子单元

    NTAI06
    端子单元

    IMFCS01
    频率计数模件

    MPSIII
    电源系统

    SPBRC400
    多功能控制器

    SPSET01
    顺序事件计时模件

    IMFEC12
    模拟输入模件